Scientific Bulletin of UNFU (Ukrainian National Forestry University)
Not a member yet
2661 research outputs found
Sort by
Форми знаходження Cr та Mn у породах терикона центральної збагачувальної фабрики "Червоноградська" Львівсько-Волинського кам'яновугільного басейну
Get PDFLviv-Volyn coal basin is an important energy base of the western region of Ukraine. The long-term operation of mining and mining enterprises has led to local pollution of the components of terrestrial ecosystems. An important aspect from the point of view of environmental safety is the assessment of pollution of the territory as part of the activities of mining complexes. Chervonogradska Central Enrichment Factory, which carries out the enrichment of lean coal from all mines in the coal basin, has a significant anthropogenic impact on the environment, and the spoil heap of waste rock is the largest in the region, covering an area of more than 85 hectares. The article presents the results of research of the waste heap rock of the concentrating plant, namely: argillites, siltstone, sandstone and siliceous siltstone and determined the concentrations of Cr and Mn in total form (using 1 N HNO3 in the presence of H2O2), mobile forms (from acetate-ammonium buffer solution with pH of 4.8), and water-soluble forms (using distilled water). The factors of ecological danger of the environment caused by the distribution of various forms of chromium and manganese are analyzed on the basis of establishing the migration possibilities of these elements in the zone of technogenesis. The content of total forms of Cr is revealed to reach 30.23 mg/kg in argillites, Mn – 2824.00 mg/kg in siliceous siltstone. The content of mobile forms of Cr in the studied samples in the acetate-ammonium extract is found to be 14.99 mg/kg, Mn – 681.72 mg/kg in argillites. The concentration coefficients of heavy metals in the studied samples in relation to the gross form were determined, and the values are found to vary in a wide range depending on the studied rock, and chromium is more bioavailable as well. The results of the research give grounds to assess the rocks of the slagheap under study in terms of the distribution of various forms of Cr and Mn as dangerous for the environment and unsuitable for use.Гірничопромислові комплекси, зокрема підприємства вугільної промисловості, належать до зон підвищеної екологічної небезпеки, адже багаторічне функціонування підприємств гірничодобувної та гірничопереробної промисловості призвело до істотного локального забруднення компонентів наземних екосистем. З огляду на це, потрібно приділити увагу дослідженню їх впливу на стан довкілля та варто акцентувати на вивченні форм знаходження важких металів у відвальних породах терикона Центральної збагачувальної фабрики "Червоноградська" Львівсько-Волинського кам'яновугільного басейну, який є найбільшим у регіоні. Результатів наукових досліджень з поширення різних форм важких металів у зоні техногенезу відходів вуглевидобутку та вуглезбагачення є недостатньо для розроблення ефективних природоохоронних систем, тому вивчення цієї тематики є актуальним. У роботі наведено результати досліджень з вивчення деяких різновидів гірських порід: аргіліту, алевроліту, пісковику на предмет вмісту у них Cr та Mn у валовій формі (за допомогою 1 н. HNO3 у присутності H2O2), ацетатно-амонійній (ацетатно-амонійний буферний розчин з рН 4,8) та водорозчинній (з використанням дистильованої води) витяжках. Встановлено чинники екологічної небезпеки довкілля, спричинених розподілом різних форм хрому та мангану на основі аналізу міграційних властивостей цих елементів. Встановлено, що вміст валових форм Mn у 1,14-1,88 раза перевищує встановлені норми та сягає значень 2824,00 мг/кг у кременистому алевроліті. Виявлено, що концентрація рухомих форм важких металів у зразках порід перевищує допустимі норми в ацетатно-амонійній витяжці Cr у 1,33-2,5 раза, Mn – у 1,4-4,87 раза. Розраховано коефіцієнти концентрації важких металів за відношенням до валової форми, визначено, що значення є дуже мінливими, що залежить від досліджуваної породи. Результати досліджень дають підставу оцінити породи відвалу Центральної збагачувальної фабрики у частині поширення різних форм Cr та Mn як небезпечні для довкілля
Акумуляція важких металів вищими водними рослинами різних екологічних груп
No full textThe study analyzes characteristics of higher aquatic plants of different ecological groups to value water objects pollution with heavy metals. The paper demonstrates that the most common and resistant to pollution plant species (Phragmites australis (Cav.) Trin. ex Steud., Lemna minor L., Ceratophyllum demersum L.) are natural filters that significantly absorb and accumulate heavy metals. Their accumulative ability is defined with heavy metals concentration in the environment (water, soil, and sediment cores), physical and chemical indicators, ecological features, etc. The results of the research show that absorption and accumulation of heavy metals by vegetative parts of plants of different ecological groups differ a lot. In particular, accumulation of Cr in P. australis differs as follows: root > stalk > leave. The lowest concentrations of Pb and Cd in all parts of P. australis were revealed in May, and the highest ones were found an the end of the growing season in November. The authors define the significant differences in Cr, Hg, Mn, Zn concentrations in all parts of P. australis. The average concentration of heavy metals in P. australis changed as follows: Fe > Zn > Cr > Pb > Ni > Cu > Cd. The study highlights efficient accumulation of Co with the roots of L. minor in all seasons. Heavy metals dependence of accumulation in plant parts was revealed during the growing season. The average concentration of heavy metals in plant tissues of L. minor has changed as follows: Mn > Fe > Zn > Co > Ni. The research demonstrates Cr accumulation in the leaves of C. demersum in spring, summer, and autumn. High concentration of Cd was observed in leaves, and high concentrations of Pb in stalks of C. demersum. The average concentration of heavy metals in C. demersum differs as follows: Fe > Zn > Mn > Co > Ni > Cu. Spread of P. australis, L. minor and C. demersum L., their absorbing and accumulating characteristics present their effective use as the indicators of water objects pollution with heavy metals.Проаналізовано особливості використання вищих водних рослин різних екологічних груп для оцінювання забруднення важкими металами водних об'єктів. Показано, що найбільш поширені та стійкі до забруднення види рослин (Phragmites australis (Cav.) Trin. ex Steud., Lemna minor L., та Ceratophyllum demersum L.) є природними фільтрами, які активно поглинають та накопичують важкі метали. Їхня акумулятивна спроможність визначається вмістом важких металів у середовищах (вода, ґрунт, донні відклади), фізико-хімічними показниками, екологічними особливостями видів, вегетаційним періодом, доступністю для рослин тощо. Показано, що поглинання та акумуляція важких металів вегетативними органами рослин різних екологічних груп значно відрізняється. Зокрема, нагромадження Cr у P. australis змінювалося так: корінь > стебло > листок, а нагромадження Mn, Pb, Ni та Cd – корінь > листок > стебло. Інтенсивніше накопичують важкі метали (Mn, Zn, Cu, Ni, Co, Cd та Cr) листки C. demersum. Лопать L. minor активніше поглинає Ni та Cr, а корінь – Co. Виявлено, що концентрація важких металів змінювалася так: C. demersum – Fe > Zn > Mn > Co > Ni > Cu, L. minor – Mn > Fe > Zn > Co > Ni. Відзначено вплив високих концентрацій важких металів на вищі водні рослини, що насамперед проявляється пригніченням росту та розвитку, зміною вмісту хлорофілу а, b та каротиноїдів, порушенням процесів транспорту електронів і активності фотосистем. З'ясовано, що акумуляція важких металів рослинами визначається цілою низкою різних факторів, тому може змінюватися від групи повітряно-водні > занурені > плаваючі до повітряно-водні > плаваючі > занурені, занурені > плаваючі > повітряно-водні, плаваючі > повітряно-водні > занурені, занурені > повітряно-водні > плаваючі та плаваючі > занурені > повітряно-водні рослини. Поширення, поглинаючі та акумулятивні властивості P. australis, L. minor та C. demersum L. свідчать про ефективність їх використання як індикаторів забруднення важкими металами водних об'єктів та під час облаштування біоплато
Зміна хімічних властивостей ґрунтів внаслідок сильватизації перелогових земель (Сколівські Бескиди, Українські Карпати)
No full textThe article tackles the impacts of anthropogenic load on the chemical soil properties. In order to better comprehend the processes of spontaneous sylvatisation in the mountain region (the Pohartsi boundary, Koziova village, the Skole Beskids physiographic region) four study plots were selected representing the following successional sequence: forest → pasture → hay meadow → arable lands. Land patches that were affected the least by anthropogenic load restored faster to their natural baseline conditions. Tilling appeared to retardate restoration processes; however, those anyway took place. Proper functioning of arable land patches may be facilitated by continuous land care actions, i.e., ploughing or mowing. We found that soil pH in arable land decreases in the upper soil horizons compared to forest ecosystems. This decrease is due to the mechanical overturning of the upper horizons of the soil up and down and vice versa for the lower horizons and lack of a strong forest floor. On the land patches with scarce herbaceous cover erosion processes are emerging. The latter is especially dangerous for arable land patches causing extra leak of soil nutrients and thus soil depletion. In order to further exploit soils in such patches, additional fertilizing is necessary. Not high levels of nitrate nitrogen in the soil under arable land can be caused by leaching into the lower horizons or its assimilation by plants. As agricultural load diminishes soil upper horizons restore. The restoration of grounds is carried out through the gradual arrival of humus content at the expense of dead plant residues and leaves. We concluded that major indicators of the chemical soil properties of the fallow lands are the pH soil and the humus content.Екстенсивні методи використання природних ресурсів за період радянського етапу землекористування зумовили масштабне розширення площ сільськогосподарських земель внаслідок розорювання лісових земель, прибережних захисних смуг, схилів тощо. Складні погодні умови, низька родючість земель, масштабні ерозійні процеси, що локалізувались на розораних ділянках, соціально-економічні та демографічні фактори дещо зменшили сільськогосподарське освоєння гірського регіону. Особливо наймасштабнішого занепаду сільськогосподарські угіддя зазнали в період розпаду Радянського Союзу, що характеризувався розпадом радгоспних і колгоспних господарств. Як наслідок, значні площі ріллі, сіножатей і пасовищ були переведені в перелогові землі. За результатами польових і лабораторних досліджень на чотирьох модельних ділянках ліс → пасовище → сіножать → рілля, що відображають сукцесійну послідовність, виявлено певну закономірність зміни хімічних властивостей в межах ґрунтового профілю. Зокрема pH під пасовищем, сіножаттю та ріллею, порівняно з лісовими біогеоценозами, змінюється від сильно- до середньо- та слабокислої реакції ґрунтового розчину. Встановлено зменшення показників вмісту гумусу в ґрунті, а особливо у верхніх горизонтах. Якщо в лісових біогеоценозах pН горизонти класифікуються як "високогумусні", то під пасовищами та сіножатями ‒ "середньогумусні". Отримані результати зумовлені відсутністю щорічного надходження до ґрунту поживних речовин через опад і відпад відмерлої фітомаси. На відміну від лісових біогеоценозів, у межах лучних екосистем (пасовище та сіножаті) зафіксовано збільшення показників у верхньому горизонті аміачного та нітратного азоту, що зумовлено зростанням однорічних та багаторічних рослин, зокрема конюшини лучної (Trifolium pratense L.). На ділянках, які не мають розвиненого трав'яного покриву, виникають ерозійні процеси. Передусім це небезпечно для оpних ділянок. Унаслідок цього із ґрунту вимивається частина поживних речовин, що призводить до його збіднення. Без внесення органічних добрив ділянки стають мало придатними для використання. Не високі показники нітратного азоту в ґрунті під ріллею можуть бути спричинені вимиванням його в нижні горизонти. У разі зменшення агрогенного навантаження або за його відсутності верхній шар ґрунту відновлюється. Відновлення відбувається через поступове надходження до ґрунту гумусу, зокрема завдяки відмерлим рослинним решткам. Унаслідок проникнення вглиб дрібних коренів рослин, які розпушують верхні горизонти, виникають сприятливі умови для функціонування ґрунтової біоти, що активно бере участь у трансформації органічної речовини ґрунту. За результатами проведених досліджень для оцінювання стану перелогових земель запропоновано використовувати такі індикатори стану ґрунтового середовища, як: pH ґрунтового розчину та вміст гумусу в ґрунті
Синтез моделі навколишнього середовища з використанням вбудованих у мобільні пристрої сенсорів на платформі iOS
Get PDFAugmented reality (AR) technology has already taken its place in the lives of modern people, and its areas of application are growing every day. One such area is the addition of information from simultaneous localization and mapping (SLAM). Another aspect of the development and adoption of AR technology is mobile devices as they are simultaneously input devices having a variety of sensors such as Lidar sensors and mono-cameras and output devices, in the case of AR it is a display. Therefore, the paper presents a developed system that synthesizes SLAM data obtained from Lidar sensors and creates a three-dimensional model of any environment with the ability to view and export it to the mobile platform iOS. In the course of the work, the main objectives of the study were formed and a literature review of actual scientific research on a given topic was carried out. The algorithm of environment synthesis system functioning is developed and program features of the implemented program in Swift programming language are described. The feature of the developed system in comparison with the results in the relevant literature sources is the use of SLAM methods and facilities built into iOS as well as use of system frameworks to create the geometry of the model. The scientific novelty and practical value of the research findings are formed. The result of this research is a mobile iOS application written in the Swift programming language, which allows users to scan any previously unknown environment and produce a 3D model in .obj format. The developed system can be used in the interests of industry and new scientific work, and is also suitable for adaptation according to user requirements.Щорічний випуск мобільних пристроїв дедалі частіше містить оновлення щодо методів і засобів для роботи з доповненою чи віртуальною реальністю, що водночас підштовхує розробників створювати щораз більше корисних продуктів з їх використанням. Саме тому метою цієї роботи є моделювання наперед невідомого навколишнього середовища на мобільній платформі з використанням вбудованих у платформу методів і засобів, а також давачів Lidar. Для досягнення мети роботи визначено основні завдання дослідження. Проаналізовано літературні джерела із розроблення та впровадження SLAM алгоритмів на мобільних пристроях. Опрацьовано наявні рішення синтезу тривимірних середовищ на базі різних SLAM алгоритмів на мобільних операційних системах. Розроблено алгоритм функціонування системи синтезу невідомого навколишнього середовища з використанням вбудованих у мобільні пристрої Lidar сенсорів та монокамер на мобільній платформі iOS. Описано програмні особливості розроблюваної системи синтезу з використанням високорівневої мови програмування Swift та вбудованих у систему фрейморків для роботи з тривимірною графікою. Проаналізовано отримані результати синтезу та проведено порівняння сканування ідентичного середовища з наявними рішеннями. Сформовано наукову новизну та практичну цінність отриманих результатів дослідження. Зроблено висновок про напрями покращення розробленої системи. Результатом цих досліджень є мобільний застосунок під платформу iOS, що дає змогу користувачу сканувати наперед невідоме середовище (як закрите, так і відкрите) та синтезувати отримані дані у тривимірну модель формату .obj, яку можна відображати в розробленому додатку або експортувати на будь-який інший пристрій для подальших взаємодій. Розроблену систему можна використовувати в інтересах виробництва та підготовки нових наукових праць, а також вона є придатною до адаптації згідно з вимогами користувача
Аналіз квітникового озеленення у парках і скверах Правобережжя міста Дніпра
Get PDFParks and squares are integral elements of the architectural and planning structure of megacities. They perform decorative and phytomeliorative functions and act as an arena for the recreational activities of citizens and tourists. The aesthetic qualities of these objects of green building are greatly enhanced by the presence of flower gardens. The problem of the state and future development of parks and squares remains a pressing issue nowadays. Therefore, the study of the characteristics of flower landscaping is required to create projects for the reconstruction of the urban green network. In this regard, the range of flower plants, types of flower gardens and their conditions were analyzed in 10 parks and 5 squares on the Right Bank of Dnipro City. The complete absence of flower landscaping was found in the Park of the 40th Anniversary of the Liberation of Dnepropetrovsk (Dnipro), G. Andrusenko Square, Metallurgists Square, while Dubinin Square is under reconstruction. In the course of our study we have determined that the share of flower landscaping in other surveyed green areas is lower than the established norms, especially in Sevastopol Park. Sixty-four taxa of flowering plants grow on the territory of the studied parks and squares. The most common species are as follows: Tagetes patula, Sedum spectabile, Salvia splendens, Iris hybrida, Hemerocallis fulva, garden roses. Calculations of the share of plant species divided by their production characteristics indicate the predominance of flowering annuals (16 species); the second place is occupied by leading perennials and flowering perennials (each group of 9 species). There are no ornamental annuals. The widest range of flowering plants is observed in T. Shevchenko Park (29), L. Globa Park (24) and Green Grove Park (24). The smallest number of taxa is represented in the Park of Remembrance and Reconciliation (4), Sevastopol Park (3) and I. Starova Square (3). According to the duration of ontogenesis, perennial species dominate (54.69 %), the lowest diversity is represented by biennials (7.81 %). Among the types of flower gardens by frequency of occurrence, the most common are border beds, while in terms of area, the most common are flower beds. No rock slides were found. The largest number of types of flower gardens is recorded in T. Shevchenko Park and the Heroes' Square; only one type was found in Yuri Gagarin Park and Sevastopol Park. Flowerbeds in the surveyed parks and squares differ in the type of planting, colour schemes, and shapes. Parks are very different in container landscaping (number and shape of containers, species of plants that grow in them). Their taxonomic composition is quite poor (mainly Salvia splendens, Pelargonium peltatum, Sedum spectabile, Petunia × hybrida). The analysis of the condition of flower gardens shows that they are at their best in Green Grove Park and the Heroes' Square, while the worst condition is in Yuri Gagarin Park and Sevastopol Park. There are flowerbeds with different living conditions in the same territories.Парки і сквери є провідними елементами зеленої мережі міста, забезпечуючи комфортні умови для рекреації і поєднуючи естетичний та фітомеліоративний аспекти. Значною мірою художню виразність цих об'єктів підкреслюють квітники, що потрібно враховувати під час створення проєктів модернізації та реконструкції парків і скверів. Актуальним є аналіз стану квітників як складових планувальної структури об'єктів зеленого будівництва великих населених пунктів, зокрема на території парків і скверів Правобережжя Дніпра. Було обстежено 10 парків і 5 скверів. Повну відсутність квітникового озеленення відзначено у скверах 40-річчя визволення Дніпропетровська, ім. Г. Андрусенко та Металургів, а у парку ім. В. Дубініна триває реконструкція. Встановлено, що питома вага квіткового озеленення в інших досліджуваних парках нижча від середньої норми, особливо у Севастопольському парку. На території вивчених об'єктів зростають 64 таксони декоративних квіткових рослин. Найчастіше у квітниках трапляються Tagetes patula, Sedum spectabile, Salvia splendens, Iris hybrida, Hemerocallis fulva, паркові троянди (Garden Rose). Порівняння за видовим багатством груп рослин з різним виробничим застосуванням свідчить про переважання гарноквітучих однорічників (16 видів), зовсім немає декоративно-листяних однорічних рослин. Найбільшу кількість таксонів у квітниках відзначено у парках ім. Т. Шевченка - 29, ім. Л. Глоби та Зелений гай - по 24. Найбідніший асортимент – у парках Пам'яті і Примирення (4 види), Севастопольському (3 види) та сквері ім. І. Старова (3 види). У квітковому озелененні домінує група багаторічників - 54,69 %, а найменше представлені дворічники - 7,81 %. Серед типів квітників за частотою трапляння переважають рабатки, а за площею – клумби. Зовсім відсутні кам'янисті гірки. Найбільше різноманіття квітників зафіксовано у парку ім. Т. Шевченка та у сквері Героїв, тільки один їх тип виявлено у парках ім. Ю. Гагаріна і Севастопольському. Загалом клумби, що створені у парках і скверах, різняться за типом садіння рослин, кольоровими схемами, формами. Основу асортименту контейнерного озеленення становлять Salvia splendens, Pelargonium peltatum, Sedum spectabile, Petunia × hybrida. Результати аналізу свідчать про найкращий стан квітників у парку Зелений гай і сквері Героїв, а найгірший - у парках ім. Ю. Гагаріна і Севастопольському. Виявлено істотну різницю в їхньому загальному вигляді навіть на території одного і того самого зеленого об'єкта
Вплив сільськогосподарського землекористування на екосистеми басейну Дністра
Get PDFAgricultural production is one of the largest industries in terms of land use. Natural ecosystems are changing breaking the established relationships between biotic and abiotic factors. Modification of landscapes due to drainage leads to significant changes in phyto- and zoocenoses, and entry of indistinctive chemicals into the natural environment also affects the species composition of flora and fauna. In the course of research we made a thorough analysis of scientific literature on the anthropogenic impact of agricultural production in modern conditions on the river basins of the Carpathian region. The most important problem of today is found to be the negative anthropogenic impacts on the ecological state of environment. With the development of civilization, its scientific and technological progress, the growth of the Earths population, production and waste, the problems of interaction between society and nature are becoming more acute. The complexity of our era is that the hydrosphere is no longer able to self-regulate only due to natural mechanisms. Moreover, discharge of insufficiently treated wastewater into reservoirs and watercourses causes significant heterogeneity of water quality in them. There are zones of pollution in which natural hydrochemical and biological processes are disturbed, and the concentration of pollutants is higher than the established requirements. The same water bodies are applied for water use and wastewater disposal. This requires a precise definition of the area of distribution of contaminated water when designing water supply systems and discharges to ensure the required water quality in water use areas. Thus, pollution of aquatic ecosystems with nutrients and runoff from agricultural lands has led to the eutrophication of not only lakes and reservoirs, but also watercourses. Significant factors of anthropogenic eutrophication of water bodies are reduction of water exchange, formation of stagnant zones, thermal pollution of water, as well as insufficiently substantiated construction of hydraulic structures.Сільськогосподарське виробництво є однією з найбільших галузей за масштабами використання території. Природні екосистеми змінюються, порушуються усталені взаємозв'язки біотичних і абіотичних факторів. Зміна ландшафтів внаслідок осушення призводить до значних змін фіто- та зооценозів, а надходження в природне середовище нехарактерних йому хімічних засобів також впливає на видовий склад рослинного і тваринного світу. Проведено ґрунтовний аналіз наукових літературних джерел про антропогенний вплив сільськогосподарського виробництва у сучасних умовах на басейни річок Прикарпатського регіону. Встановлено, що до найважливіших проблем сьогодення належать негативні техногенні впливи на екологічний стан навколишнього середовища. За умов розвитку цивілізації, її науково-технічного прогресу, зростання кількості населення Землі, обсягів виробництва та його відходів, актуалізуються і посилюються проблеми взаємодії між суспільством і природою. Складність нашої епохи полягає в тому, що гідросфера вже неспроможна саморегулюватися тільки завдяки природним механізмам. Скидання недостатньо очищених стічних вод у водойми і водотоки спричиняють значну неоднорідність якості води в них. Виникають зони забруднення, у яких порушуються природні гідрохімічні і біологічні процеси, а концентрація забруднювальних речовин є вищою від установлених вимог. Для водокористування і скидання стічних вод використовують одні й ті ж водні об'єкти. Це вимагає точного визначення зони поширення забруднених вод під час проектування систем водопостачання і об'ємів скидів для забезпечення необхідної якості води у місцях водокористування. Забруднення водних екосистем біогенними елементами та стоком із сільськогосподарських угідь, призвело до евтрофікації не тільки озер і водосховищ, але й водотоків. Істотними факторами антропогенної евтрофікації водойм є зменшення водообміну, утворення застійних зон, теплове забруднення води, а також недостатньо обґрунтоване будівництво гідротехнічних споруд
Розроблення стабілізатора змінної напруги з мікроконтролерним управлінням
Get PDFIn the paper, the hardware and software of the AC voltage stabilizer with microcontroller control has been developed. The electronic circuit and model of the AC voltage stabilizer with microcontroller control based on Arduino platform are developed in course of the research. Its operation algorithm and software have been comliled in C programming language using Arduino IDE for Arduino-based embedded systems. The simulation of the AC voltage stabilizer with microcontroller control based on the Arduino platform is run. The AC voltage stabilizer has been built based on the modular principle which enables quick upgrading of the developed device. The device is capable of adjusting the maximum and minimum network voltage for the protection operation. The AC voltage stabilizer also allows maintaining the supply voltage at the load within the acceptable range at the significant voltage deviations in the electrical network. It is also capable of adjusting the network voltage range for the stabilizer operation with manual potentiometers. The voltage stabilizer uses MOSFET-based electronic power switches. Their switching is synchronized with power supply that reduces electromagnetic interference. The power module and microcontroller module are galvanically isolated. Power key switching occurs when the sinusoidal voltage crosses zero. Overvoltage protection speed and output voltage stabilization speed at the load are less than 20 milliseconds. AC voltage and output voltage information are displayed on the LCD module and outputted to the serial port (COM-port) for remote monitoring. The AC voltage status can be monitored by LED indicators. When AC voltage is out of range, the audible and visual alarm occurs as well as the alarm information is outputted to the COM port. If the stabilizer overcurrent appears, the automatic circuit breaker will disconnect the load from AC power. The autonomous power supply of the control board enables sending emergency messages in the absence of network voltage. The device has a wider range of possibilities, it is cheaper compared to the existing stabilizers with the same characteristics.Розроблено апаратне та програмне забезпечення стабілізатора змінної напруги з мікроконтролерним управлінням на платформі Arduino. Розроблено принципову електричну схему і модель стабілізатора змінної напруги з мікроконтролерним управлінням. Складено алгоритм його роботи і програмне забезпечення на мові C у середовищі Arduino IDE для вбудованих систем на платформі Arduino. Стабілізатор змінної напруги побудовано за модульним принципом, що дає змогу швидко його модернізувати. Пристрій має можливість налаштування максимальної та мінімальної напруги мережі для спрацювання захисту. Стабілізатор змінної напруги дає змогу підтримувати напругу живлення на навантаженні у допустимих межах за значних її відхилень, має можливість налаштування діапазону напруги мережі для роботи стабілізатора, потенціометрами ручного налаштування. У стабілізаторі використано електронні силові ключі на MOSFET транзисторах, перемикання яких синхронізовано з роботою мережі живлення, що зменшує електромагнітні завади. Силовий модуль та мікроконтролерний модуль управління гальванічно розв'язані. Перемикання силових ключів відбувається в моменти переходу синусоїдальної напруги мережі через нуль. Швидкість спрацювання захисту навантаження від перенапруги та регулювання (стабілізації) напруги на навантаженні становить менше 20 мс. Інформаційні повідомлення про стан мережі живлення та напруги на навантаженні виводяться на рідкокристалічний дисплей (РКД) та в послідовний порт для віддаленого моніторингу. Стан мережі можна контролювати за світлодіодними індикаторами. У разі відхилення мережі за допустимі межі, спрацьовує звукова та візуальна сигналізація, інформація передається також у послідовний порт. У разі перевантаження стабілізатора по струму спрацьовує автоматичний вимикач. Автономне живлення плати управління дає змогу передавати аварійні повідомлення зв відсутності напруги в мережі. Пристрій має ширші можливості, дешевший порівняно з наявними стабілізаторами з такими ж характеристиками
Вплив полезахисних лісових смуг у межах дії екотону на врожайність соняшнику у Правобережному Лісостепу України
Get PDFAmeliorative protective forest plantations are found to have different effects on the microclimate, ecology and yield of agricultural crops, depending on the type of plantations and the type of structures. Field windbreaks play a multifunctional role in the transformation, preservation and restoration of landscapes. They are also exceptionally important for maintaining ecological balance. Therefore, wind protection efficiency of windbreaks depends on their constructions. In the course of research, the negative impact of field windbreaks of the detuned structure is revealed. In all four variants of the third sequence, excessive moisture of seeds is observed (19-25.9 %) along the forest belt with a dominant species of European ash (Fraxinus excelsior L.), dense structure, which is a consequence of litter and expansion of the field windbreaks through the colonization of ecotones with phanerophytes. High temperatures and sufficient rainfall are revealed to affect the development of diseases. Fungal and bacterial diseases in culture develop when air temperature rises above 16-18 °C and when there is a sufficient level of precipitation. Extensive precipitation at the beginning of cycles provides favourable conditions for the development of diseases of the stem and lower leaves. Yields depend on natural and climatic conditions, plant varieties, their resistance to disease, and the type of structures and sanitary condition of forest belts. In some cases, it is lower due to the loss of plants in the trial area. The productivity of agricultural plants if defined to increase by distance from the windbreaks on the example of sunflower (Helianthus annuus L.). The yield of sunflower in Cherkasy region and Ukraine for 2019-2021 is analyzed. The average yield within the ecoton is 20.7 c/ha in 2020 and 31 c/ha in 2021, which is substantially lower than 31 % and 35 % compared with control. The meteorological conditions of the region during the vegetative season 2020 and 2021 were described.З'ясовано, що новітня наука про агроландшафти розглядає лісові полезахисні смуги як антропогенні екотони. Лісомеліоративні насадження по-різному, залежно від виду насаджень і типу конструкцій, впливають на мікроклімат, екологію та врожайність сільськогосподарських культур. Полезахисні насадження виконують багатофункціональну роль у перетворенні, збереженні та відновленні ландшафтів. Вони також відіграють виняткову роль у підтримці екологічної рівноваги. Так, вітрозахисна ефективність смуг залежить від їх конструкцій. Дослідженнями виявлено негативний вплив полезахисних лісосмуг розладнаної конструкції. У всіх чотирьох варіантах третьої послідовності виявлено надмірне зволоження насіння (19-25,9 %) вздовж лісосмуги з домінантною породою ясена звичайного (Fraxinus excelsior L.) щільної конструкції, що є наслідком захаращеності та розширення полезахисної смуги шляхом колонізації екотонів фанерофітами. Врожайність залежить як від природно-кліматичних умов, сорту рослин, їх стійкості до ураження хворобами, так і типу конструкцій та санітарного стану лісосмуг. У деяких випадках вона нижча у зв'язку із випаданням кількості рослин на пробній площі. Встановлено, що врожайність сільськогосподарських культур, на прикладі соняшнику однорічного або олійного (Helianthus annuus L.), збільшується на віддаль від полезахисної смуги. Середня врожайність у межах екотону становить 20,7 ц/га в 2020 р. та 31 ц/га у 2021 р., що є істотно нижчою відповідно на 31 та 35 % порівняно з контролем. Охарактеризовано метеорологічні умови регіону впродовж вегетативного сезону 2020 та 2021 років. Проаналізовано урожайність соняшнику для Черкаської області та України за 2019-2021 роки
Оцінювання впливу мінеральних добрив і капсульованих пет на агроекосистеми біологічної рекультивації порушених земель
Get PDFThe paper presents the research of the effect of mineral fertilizers of different types both granular and encapsulated on agroecosystems created within the technologies of biological reclamation of disturbed land. Based on the analysis of the impact of mineral fertilizers on agroecosystems, the prospects for using encapsulated fertilizers were demonstrated. The use of this type of fertilizers can reduce the loss of soluble plant nutrients in the environment, increase the efficiency of plant uptake, and extend the shelf life of fertilizers. The number of fertilizing operations is also minimized. Consequently, we propose to use a modified PET to produce a capsule. Modifications were made to increase plastic solubility in organic solvents. Therefore, diethylene glycol was used as a reagent. Research on the effect of fertilizers on the change of soil pH confirmed the positive impact of consular fertilizers compared to granular ones. The following three variants were studied: control, granular and encapsulated fertilizer. The research was carried out in the system "soil – fertilizer – plant" where nitroammophoska was used as granular fertilizer and base fertilizer for granulation, and also perennial ryegrass (ryegrass, winter ryegrass, or ray grass) Lolium perenne was applied as a typical plant for reclamation technologies. The analysis of the system pH change dynamics showed that encapsulated fertilizer has had a lower impact on soil pH than granulated fertilizer. This is due to the "volley" release of nutrients from the granular fertilizer during dissolution. Research of the release of nutrients from both types of fertilizer has confirmed more extended action of the encapsulated fertilizer. The increased rate of encapsulated fertilizer is revealed not to inhibit the microbiological activity of the soil and have a positive effect on the total amount of microflora. This was confirmed by the logarithmic dependence of the change in the total number of microorganisms in the soil with different types of fertilizers. A higher increase in nitrogen-fixing microflora was observed in encapsulated fertilizers than in granular ones.Оцінено вплив мінеральних добрив, капсульованих відходами поліетилентерафталату (ПЕТ), на агроекосистеми біологічної рекультивації порушених земель. Встановлено, що для цілей біологічної рекультивації можуть бути використані ефективні мінеральні добрива, які забезпечують збалансоване і постійне впродовж вегетаційного періоду живлення рослин – капсульовані добрива. Перспективним методом капсулювання є використання для створення капсули модифікованого ПЕТ. Досліджено вплив добрив, капсульованих модифікованим ПЕТ, на зміну рН ґрунту, вмісту елементів живлення в ґрунті та активність мікроорганізмів ґрунту в системі "ґрунт – добриво – рослина". Як базове добриво використано нітроамофоску NPK 16:16:16. Дослідження виконано на темно-сірому опідзоленому глеюватому легкосуглинковому ґрунті. Досліджено 3 варіанти: контроль, гранульоване та капсульоване добриво. Проаналізувавши загальну зміну кислотності ґрунту у системі "ґрунт – добриво – рослина", з'ясовано, що на початкових етапах після внесення добрив капсульоване добриво створює слабший вплив на зміну кислотності ґрунту порівняно із гранульованим, а отже, не так агресивно впливає на ґрунтову мікрофлору та рослинний покрив. Дослідженнями щодо вивільнення основних елементів живлення з добрив встановлено, що у варіантах із капсульованими добривами на 60-ту добу досліду P2O5 вивільнилося на 10 мг/кг ґрунту більше; K2O – на 13 мг/кг ґрунту більше; кількість NO2 – на 11,2 мг/кг ґрунту більше, ніж у гранульованому добриві. Це пояснюють тим, що на початкових етапах гранульоване добриво швидше розчинялося і вивільняло велику кількість поживних елементів, які не змогли повною мірою засвоїтися рослинами. Надмірна їх кількість виводилась системою поливу за межі кореневої системи рослин. У капсульованих добривах процес вивільнення тривав повільніше, що забезпечило ефективніше засвоєння елементів живлення, із меншим негативним впливом на довкілля. За результатами дослідження впливу добрив на мікробіологічну активність ґрунту встановлено, що підвищена норма внесення капсульованих мінеральних добрив, яка становила у перерахунку 1000 кг/га, не завдала шкоди загальній та азотфіксувальній мікрофлорі ґрунту та позитивно вплинула на кількість мікроорганізмів. Динаміка часової зміни логарифму чисельності азотфіксувальної мікрофлори ґрунту в системі "ґрунт – добриво – рослина" у всіх варіантах описується однотипною залежністю, хоча найвищий приріст азотфіксувальної мікрофлори виявлено у разі застосування капсульованих добрив
Чисельне диференціювання періодичних таблично-заданих функцій з використанням многочлена Фур'є
Get PDFA methodology for numerical differentiation of periodic tabular-specified functions using the Fourier polynomial of the n-th order has been developed, which makes it possible to calculate derivatives of the k-th order (k £ n) at any points between arbitrarily located interpolation nodes. The latest research and publications were analyzed, which made it possible to establish the complexity of the task of calculating the derivatives of the function by the values of the argument on a certain interval of values of the tabular function. The formulation of the problem of numerical differentiation of periodic tabular-specified functions using the Fourier polynomial of the n-th order is given. It is established that any tabular-specified function is first smoothed by some function, which is a global (local) interpolation polynomial or a polynomial obtained by OLS (Ordinary Least Squares) with some error. The derivative of such a tabular function is understood as the derivative of its interpolant. A method of numerical differentiation of periodic tabular-specified functions has been developed, the essence of which is reduced to the product of the Fourier series vector of the n-th order by the matrix of the k-th order of its differentiation (k £ n) and the column vector of the coefficients of the corresponding interpolant. Some statements of problems of numerical differentiation of periodic tabular-specified functions using the Fourier polynomial of the n-th order, corresponding algorithms for their solution and concrete examples of implementation are given. It was established that to calculate the derivative of the k-th order from the table function based on the accepted value of the argument, the following actions must be performed: form a matrix equation based on the table data and solve it; substitute into the corresponding matrix expression the obtained root from the matrix equation and the value of the argument and perform the matrix multiplication actions specified in the expression. The check has been made of the correctness of performing calculations using the appropriate central difference formulas. It was established that the calculated derivatives of the k-th order using the formulas of central finite differences practically coincide with the values obtained using the Fourier interpolation polynomial of the n-th order, that is, the values of the derivatives are calculated correctly.Розроблено методологію чисельного диференціювання періодичних таблично-заданих функцій з використанням многочлена Фур'є n-го порядку, яка дає можливість обчислювати похідні k-го порядку (k £ n) в будь-яких точках між довільно розташованими вузлами інтерполяції. Проаналізовано останні дослідження та публікації, що дало змогу встановити складність задачі обчислення похідних від функції за значеннями аргумента на деякому інтервалі значень табличної функції. Наведено постановку задачі чисельного диференціювання періодичних таблично-заданих функцій з використанням многочлена Фур'є n-го порядку. Встановлено, що будь-яку таблично-задану функцію спочатку згладжують деякою функцією, котра є глобальним (локальним) інтерполяційним многочленом або многочленом, який отримано за МНК (англ. Ordinary Least Squares, OLS) з деякою похибкою. Під похідною від такої табличної функції розуміють похідну від її інтерполянти. Розроблено метод чисельного диференціювання періодичних таблично-заданих функцій, сутність якого зводиться до добутку вектора-рядка Фур'є n-го порядку на матрицю k-го порядку його диференціювання (k £ n) і на вектор-стовпець коефіцієнтів відповідної інтерполянти. Наведено деякі постановки задач чисельного диференціювання періодичних таблично-заданих функцій з використанням многочлена Фур'є n-го порядку, відповідні алгоритми їх розв'язання та конкретні приклади реалізації. Встановлено, що для обчислення похідної k-го порядку від табличної функції за прийнятим значенням аргумента потрібно виконати такі дії: за даними таблиці сформувати матричне рівняння та розв'язати його; підставити у відповідний матричний вираз отриманий корінь з матричного рівняння та значення аргумента і виконати вказані у виразі дії множення матриць. Здійснено перевірку правильності виконання розрахунків з використанням відповідних центральних різницевих формул. Встановлено, що обчислені похідні k-го порядку з використанням формул центральних скінченних різниць практично збігаються зі значеннями, отриманими за допомогою інтерполяційного многочлена Фур'є n-го порядку, тобто значення похідних обчислено правильно